JP4562516B2

JP4562516B2 - 電子部品収納用パッケージおよび電子装置

Info

Publication number: JP4562516B2
Application number: JP2004374791A
Authority: JP
Inventors: 一仁金指; 裕子朝倉
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2004-12-24
Filing date: 2004-12-24
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-12-24
Also published as: JP2006185958A

Description

本発明は、半導体素子、抵抗、コンデンサ等の電子部品を搭載し収容するための電子部品収納用パッケージおよび電子装置に関するものである。

従来の電子部品収納用パッケージは、上面に電子部品が搭載される搭載部を有する絶縁基体と、絶縁基体の上面から下面にかけて導出された複数の配線導体と、絶縁基体の下面に形成された外部接続パッドとから構成されている。そして、絶縁基体の搭載部に電子部品が搭載されるとともに、電子部品の各電極が配線導体に金属バンプやボンディングワイヤ等を介して電気的に接続され、電子部品が封止用の樹脂や蓋体で覆われることにより電子装置となる。

そして、電子部品収納用パッケージの外部端子が外部回路基板の配線導体に半田等の接合部材を介して接合されることで、電子部品の各電極と外部回路基板の配線導体とが電気的に接続され、電子部品に電源電圧や駆動信号等が供給される。

また、このような電子部品収納用パッケージとして、絶縁基体の側面に切欠き部が形成されているとともに切欠き部の内面に配線導体が形成され、絶縁基体の下面に配線導体に電気的に接続された外部接続パッドが形成されたパッケージが用いられてきた。
特開２００１−１１１２１９号公報

しかしながら、従来の電子部品収納用パッケージにおいては、絶縁基体の外部接続パッドと外部回路基板の配線導体とを半田等の接合部材を介して接合したときに、外部接続パッドと外部回路基板の配線導体との間に接合部材が介在することとなるため、接合部材の厚みばらつきによって、電子部品収納用パッケージが外部回路基板上に傾いて接合されてしまう可能性があった。

このように電子部品収納用パッケージが傾いて接合されてしまうと、例えば、電子部品収納用パッケージが撮像素子収納用パッケージの場合には、パッケージ上に載置した撮像素子の受光部に光を精度良く入射させることが困難となり、撮像素子で正確に電気信号に変換して鮮明な画像を取り出すことが困難となるという問題を有していた。

また、例えば、電子部品収納用パッケージが発光素子収納用パッケージの場合には、発光素子から放射された光を所定の方向に良好に照射させることが困難になるという問題を有していた。

本発明は、かかる問題点に鑑み案出されたものであり、外部回路基板に実装したときの傾きを低減させるとともに、電気的接続の信頼性を向上させた電子部品収納用パッケージおよび電子装置を提供することを目的とするものである。

本発明の電子部品収納用パッケージは、側面および下面に連続的に形成された、端部の形状が円弧状である複数の切欠き部を有する絶縁基体と、前記複数の切欠き部の各々の側面部分に形成され、前記絶縁基体に搭載される電子部品に電気的に接続される側面導体と、前記複数の切欠き部の各々の下面部分に前記側面導体から連続的に形成された外部接続パッドとを備えていることを特徴とするものである。

本発明の電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージと、該電子部品収納用パッケージの前記絶縁基体に搭載されて前記側面導体に電気的に接続された電子部品とを備えていることを特徴とするものである。

本発明の電子部品収納用パッケージは、側面および下面に連続的に形成された、端部の形状が円弧状である複数の切欠き部を有する絶縁基体と、複数の切欠き部の各々の側面部分に形成され、絶縁基体に搭載される電子部品に電気的に接続される側面導体と、複数の切欠き部の各々の下面部分に側面導体から連続的に形成された外部接続パッドとを備えていることにより、電子部品収納用パッケージを外部回路基板に実装したときの傾きを低減させることができるとともに、外部回路基板の配線導体との電気的接続の信頼性を向上させることが可能となる。

すなわち、本発明の電子部品収納用パッケージは、複数の切欠き部の各々の下面部分に側面導体から連続的に形成された外部接続パッドを備えていることにより、電子部品収納用パッケージの下面を外部回路基板に接した状態で外部接続パッドと外部回路基板の配線導体とを半田等の接合部材により接合することができ、実装時における電子部品収納用パッケージの傾きを低減させることができる。

また、各外部接続パッドにおける余分な接合部材が、側面および下面に連続的に形成された切欠き部のそれぞれにおいて下面部分から側面部分へと導かれて、それぞれの側面導体を這い上がっていくため、余分な接合部材が他の外部接続パッドや他の側面導体へと流れ込む可能性を低減させて、電気的接続の信頼性を向上させることが可能となる。

また、本発明の電子部品収納用パッケージは、複数の切欠き部の端部の形状が円弧状であることにより、例えば、外部接続パッドをメタライズ層にて形成する場合や、外部接続パッドにめっき層を被着させる場合に、切欠き部の端部において、厚みばらつきやボイドが発生する可能性を低減し、外部回路基板の配線導体との接合強度を向上させることができる。

すなわち、例えば、先端に角部を有する形状の場合には、メタライズ層やめっき層を形成する際にその角部において厚みばらつきやボイドが発生する可能性があるが、本発明の電子部品収納用パッケージは、切欠き部の先端の形状が円弧状であることにより、厚みばらつきやボイドが発生する可能性を低減させることが可能となる。

本発明の電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージを備えていることにより、外部回路基板に実装したときの傾きを低減させることができるとともに、外部回路基板の配線導体との電気的接続の信頼性を向上させることが可能となる。

本発明の電子部品収納用パッケージを添付の図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の第１の例を示す断面図であり、図２は、図１示した電子部品収納用パッケージの下面図である。

本発明の電子部品収納用パッケージは、複数の切欠き部２を有する絶縁基体１と、切欠き部２に形成された側面導体５と、切欠き部２に形成された外部接続パッド６とを備えている。

絶縁基体１は、酸化アルミニウム質焼結体，窒化アルミニウム質焼結体，ムライト質焼結体，炭化珪素質焼結体，窒化珪素質焼結体，ガラス−セラミックス等の電気絶縁材料から成る積層体である。絶縁基体１は、例えば酸化アルミニウム質焼結体から成る場合であれば、次のようにして製作される。まず、酸化アルミニウム，酸化珪素，酸化マグネシウム，酸化カルシウム等のセラミック原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤，可塑剤，分散剤を添加混合して泥漿状とし、これをドクターブレード法によりシート状に成形することにより複数枚のセラミックグリーンシートを得る。そして、これらのセラミックグリーンシートに適当な打ち抜き加工，積層加工，切断加工を施すことにより絶縁基体１用の生セラミック成形体を得る。そして、この生セラミック成形体を約１６００℃の温度で焼成することにより絶縁基体１が製作される。

また、絶縁基体１は、側面および下面に連続的に形成された複数の切欠き部２を有している。このような切欠き部２は、異なるセラミックグリーンシートに異なる大きさを有する貫通孔を打ち抜き金型等で打ち抜くことで形成しておき、貫通孔径の大きいセラミックグリーンシート上に貫通孔径の小さいセラミックグリーンシートをそれぞれの貫通孔が重なりあるように順に積層することにより、絶縁基体の下面側が上面側よりも大きく切り欠かれた段差を有する貫通孔を形成することができる。そして、貫通孔を切断して絶縁基体１の所定の寸法に切断することで、絶縁基体１の側面および下面に連続的に形成された切欠き部２として形成することができる。

また、複数の切欠き部２の各々の側面部分Ｓに形成され、絶縁基体１に搭載される電子部品３に電気的に接続される側面導体５と、複数の切欠き部の各々の下面部分Ｕに側面導体５から連続的に形成された外部接続パッド６を備えている。側面導体５は、絶縁基体１の内部に配設された配線導体４に電気的に接続されている。これらの配線導体４、側面導体５、外部接続パッド６はタングステンやモリブデン等の金属粉末のメタライズ層からなる。電子部品３を配線導体４に接続するとともに、外部接続パッド６を外部回路基板の配線導体に電気的に接続することで、電子部品３の各電極と外部回路基板の配線導体とが電気的に接続され、電子部品３へ電源電圧や駆動信号等が供給される。

なお、配線導体４、側面導体５、外部接続パッド６は、例えばタングステンやモリブデン等の金属粉末に適当な有機溶剤、溶媒を添加混合して得た金属ペーストを、グリーンシートの表面や貫通孔の内面に予めスクリーン印刷法等で所定パターンに印刷塗布しておく。

そして、切欠き部２となる貫通孔、配線導体４、側面導体５、外部接続パッド６を形成したグリーンシートを配線導体４、側面導体５、外部接続パッド６とが電気的に接続されるように複数枚積層することで、絶縁基体１用のグリーンシート積層体が形成される。これを絶縁基体１の寸法に合わせて切断し、絶縁基体１用の生セラミック成形体を形成し、高温で焼成することによって、切欠き部２、配線導体４、側面導体５、外部接続パッド６は絶縁基体１の所定位置に形成される。

なお、配線導体４、側面導体５、外部接続パッド６の露出する表面にニッケルや金等の耐蝕性に優れる金属を１〜２０μｍ程度の厚みに被着させておくと、配線導体４、側面導体５、外部接続パッド６が酸化腐蝕することを有効に防止できるとともに、配線導体４に電子部品３の電極がワイヤボンディング等にて接合される場合に、その接合を強固なものとすることができるとともに、側面導体５および外部接続パッド６の外部回路基板の配線導体との接合を強固にすることができる。したがって、配線導体４、側面導体５、外部接続パッド６の露出表面には、厚み１〜１０μｍ程度のニッケルめっき層と厚み０．１〜３μｍ程度の金めっき層とが電解めっき法や無電解めっき法により順次被着されているのが好ましい。

この構成により、電子部品収納用パッケージを外部回路基板上に実装させる際、絶縁基体１の下面を外部回路基板表面に接触させて実装できるので、電子部品収納用パッケージの外部接続パッド６と外部回路基板との間隔を一定のものとして、電子部品収納用パッケージを外部回路基板上に平坦に接合することができる。

また、電子部品収納用パッケージを外部回路基板上に実装させる際の過分な半田等の接合部材は、切欠き部２側に流れ込んで側面導体５の表面を這い上がらせて側面導体５を介して接合させることで、外部接続パッド６と外部回路基板の配線導体との間の接合部材の量を一定として、絶縁基体１が外部回路基板から浮き上がることで外部回路基板上に接合された電子部品収納用パッケージの傾きを低減させるとともに、過分な接合部材は切欠き部２の側面に集約されやすくなっているので、側面における接合部材の偏り等を抑制し、電子部品収納用パッケージの外部回路基板との電気的接続の信頼性を高いものとすることができる。

なお、外部接続パッド６と外部回路基板の配線導体との間隔は、２０〜２００μｍであることが好ましい。外部接続パッド６と外部回路基板の配線導体との間隔が２００μｍを越えると、半田等の接合部材の取れ等の問題が発生しやすくなる。また、２０μｍ未満であると、外部接続パッド６と外部回路基板の配線導体との半田等の接合部材の量が少なくなり、絶縁基体と外部回路基板との接合強度が低くなってしまう。

また、絶縁基体１の下面は、研磨加工等により表面を平坦化されていることがより好ましい。外部接続パッド６は、切欠き部２内に形成されているので、外部接続パッド６に影響することなく、絶縁基体１の下面を平坦な状態にすることができるとともに、絶縁基体１を外部回路基板上により平坦な状態で接合することができ、外部回路基板上に接合された電子装置を高精度な状態とすることができる。

また、複数の切欠き部２の端部側の側面にも外部接続用パッド６を延長して形成していても構わない。複数の切欠き部２の端部側の側面に形成された外部接続用パッド６により、絶縁基体１と外部回路基板とを強固に接合することができる。

また、複数の切欠き部２の端部の形状が円弧状である。この構成により、切欠き部２の側面には角部が存在しないこととなるので、切欠き部２に側面導体５および外部接続用パッド６となるメタライズ層やその表面にめっき層を被着形成する際に、側面の角部への側面導体５および外部接続パッド６をその部位に厚みばらつきやボイド等が発生するのを抑制し、切欠き部２の側面に沿って均一にメタライズ層やめっき層を被着形成し、側面導体５および外部接続用パッド６を形成することができるので、外部回路基板との接合強度のばらつきを発生させることなく、絶縁基体１を外部回路基板に良好に接合することができるものとなる。

また、切欠き部２は、電子部品３が搭載される絶縁基体１の載置部１ａよりも絶縁基体１の外周側に形成されていることが好ましい。切欠き部２の形成されている部位と形成されていない部位とにおける絶縁基体１の肉厚の差異によって、絶縁基体１を形成する際に電子部品３が搭載される絶縁基体１の載置部１ａに凹凸等の変形が発生するのを抑制し、電子部品３を絶縁基体１上に良好に搭載することができる。

また、図３に電子部品収納用パッケージの第２の例の断面図で示すように、絶縁基体１の表面に電子部品３が収容される凹部１ｂを有する場合には、外部接続パッド６は、凹部１ｂの内縁よりも外側に形成されていることが好ましい。外部接続パッド６の切欠き部２と凹部１ｂとが平面視で重なることによって、凹部１ｂの底面や切欠き部２内に凹凸等の変形が発生するのを抑制し、電子部品３を良好に絶縁基体１上の搭載部１ａ上に搭載することができるとともに、絶縁基体１を外部回路基板に良好に接合することができるようになる。

本発明の電子装置は、本発明の電子部品収納用パッケージと、電子部品収納用パッケージの絶縁基体１に搭載されて側面導体５に電気的に接続された電子部品３とを備えていることから、電子装置の下面を外部回路基板に接触させて電子部品の外部接続パッド６と外部回路基板との距離を一定のものとして、電子部品３と外部回路基板とを接合することができるので、電子部品を外部回路基板上に平坦に接合することができる。

ここで、図１，２に示した本発明の電子部品収納用パッケージに電子部品を搭載した電子装置が外部回路基板７に実装された構造を図４に示す。本発明の電子装置は、絶縁基体１の下面を外部回路基板７に接するように実装されている。すなわち、絶縁基体１の下面は、外部回路基板７に実装される際に、電子装置の傾きを低減させる基準面として機能する。

そして、基準面である下面を外部回路基板７に接した状態で、電子装置の外部接続パッド６と外部回路基板７の配線導体９とが接合部材８により接合されている。ここで、外部接続パッド６と外部回路基板７の配線導体９との間で余分となった接合部材８は、各切欠き部２に沿って電子装置の側面に這い上がり、側面導体５と外部回路基板７の配線導体９とを接合する。

ここで、複数の切欠き部２は、それぞれの外部接続パッド６から対応する側面導体５に余分な接合部材８を導く機能を有する。すなわち、それぞれの外部接続パッド６ごとに切欠き部２の下面部分Ｕが設けられており、かつ、切欠き部２の下面部分Ｕの各々から対応する側面部分Ｓが連続的に設けられていることにより、余分な接合部材８が他の対応しない側面導体５や隣りに設けられた他の外部接続パッド６に流れ込むことを防止している。

このように、本発明の電子装置は、各外部接続パッド６に、それぞれ絶縁基体１の下面から側面へと連続的に形成された切欠き部２が形成されていることにより、電気的接続の信頼性が高く、特性を向上させた電子機器を実現することができる。

本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の第１の例の構造を示す断面図である。図１に示した電子部品収納用パッケージの下面図である。本発明の電子部品収納用パッケージの実施の形態の第２の例の構造を示す断面図である。図１，２に示した本発明の電子部品収納用パッケージに電子部品を搭載した電子装置を外部回路基板に実装した構造を示す断面図である。

符号の説明

１・・・絶縁基体
１ａ・・搭載部
１ｂ・・凹部
２・・・切欠き部
３・・・電子部品
４・・・配線導体
５・・・側面導体
６・・・外部接続パッド
Ｓ・・・側面部分
Ｕ・・・下面部分

Claims

側面および下面に連続的に形成された、端部の形状が円弧状である複数の切欠き部を有する絶縁基体と、前記複数の切欠き部の各々の側面部分に形成され、前記絶縁基体に搭載される電子部品に電気的に接続される側面導体と、前記複数の切欠き部の各々の下面部分に前記側面導体から連続的に形成された外部接続パッドとを備えていることを特徴とする電子部品収納用パッケージ。
請求項１に記載の電子部品収納用パッケージと、該電子部品収納用パッケージの前記絶縁基体に搭載されて前記側面導体に電気的に接続された電子部品とを備えていることを特徴とする電子装置。